Hemorrhagic Shock Activates Mast Cells in the Rat Stomach Wall

Abstract

The activation of mast cells (MC) and liberation of their mediators can play an essential role in initiating and controlling inflammatory processes in the wall of the gastrointestinal tract (GIT) due to ischemia. The role of MC in changes induced by hemorrhagic shock (HS) remains unknown. Heparin provided by MC seems to inhibit local inflammation and prevent DIC. The aim of this study was to evaluate the morphometric changes and biochemical activity of MC in the stomach wall after 75 minutes of hemorrhagic shock. The MC in mucosal, submucosal, muscular and serosal compartments of the various stomach wall regions were examined in shocked rats and in the control group. Additionally, the contents of glycosaminoglycans (GAG), measured as uronic acids concentration, as well as anticoagulative activity in the stomach wall were assessed. HS resulted in an evident increase in the number of mast cells detected in the stomach mucosa and serosa, in slight alterations in number of MC in the submucosal and muscular layers, a significant increase in size and changes of the shape of the MC. The elevation of the width, area, and circular shape of MC in all layers were noted. No clear and significant differences between various stomach regions in MC numbers and MC sizes could be shown. No reaction of other inflammatory cells at this stage of shock was observed. Highly significant increases in GAG concentration, and anticoagulative activity in the stomach wall due to shock were noted. The morphometric and biochemical data may indicate MC activation, especially in mucosa and serosa. The shock-induced migration of MC settled in the stomach wall seems to be possible. The results suggest an essential role of MC reaction in the stomach wall in the early phase of hemorrhagic shock.

Zusammenfassung

Die Aktivierung von Mastzellen (MC) und Freisetzung der MC-Mediatoren kann eine wesentliche Rolle in Initiation und Kontrolle der Entzündungsphänomena infolge Ischämie in der Wand des Magen-Darm-Traktes (GIT) spielen. Die Bedeutung der MC in der Entstehung der vom hämorrhagischen Schock (HS) bedingten Veränderungen in der GIT-Wand bleibt jedoch unbekannt. Das von den MC gelieferte Heparin scheint die lokale Entzündung zu hemmen und DIC vorzubeugen. Ziel der vorliegenden Studien war es, die morphologischen MC-Veränderungen und die biochemische MC-Aktivität im Hinblick auf einen 75 Minuten anhaltenden, hämorrhagischen Schock an der Magenwand zu untersuchen. Die MC in den Mukosa-, Submukosa-, Muskel- und Serosaschichten in verschiedenen Magenwand- Regionen wurden in Kontrollratten sowie in der Schockgruppe untersucht. Konzentration der Glykosaminoglykane (GAG) als Uronsäuren sowie die antikoagulative Aktivität in der Magenwand wurden bestimmt. Es wurde ein ersichtlicher Anstieg der MC-Zahl in der Mukosa und Serosa, nicht signifikante Veränderungen der MC-Zahl in der Submukosa und Muskelschicht sowie signifikante Anstiege von MC-Größe und -Gestaltsveränderungen in Schockratten festgestellt. Die MC-Breite, -Fläche und -Rundheit in allen Schichten wurden im Schock größer. Keine signifikanten MC-Zahl- und -Gestaltsunterschiede zwischen verschiedenen Magenregionen wurden ausgewiesen. Keine deutlichen Reaktionen der anderen Entzündungszellen während untersuchter Schockphase wurden beobachtet. Die hochsignifikanten Anstiege der GAG-Konzentration und der antikoagulativen Aktivität wurden im Schock in der Magenwand gefunden. Die morphometrischen und biochemischen Befunde können auf eine Mastzellen-Aktivierung, speziell in der Magenschleimhaut und der Magenserosa, hinweisen. Eine Migration der in der Magenwand niedergelassenen MC scheint möglich zu sein. Anhand der Ergebnisse soll eine bedeutende Rolle der MC-Reaktion in der Magenwand in der Frühphase des hämorrhagischen Schocks in Betracht gezogen werden.

Key words

Gastrointestinal tract - Hemorrhagic shock - Heparin - Mast cells - Stomach wall

Schlüsselwörter

Hämorrhagischer Schock - Heparin - Magenwand - Mastzellen